CN205536400U - 人防中央空调节能监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人防中央空调节能监控系统，具体涉及一种具有远程控制和节能计费等功能的人防中央空调节能监控系统。要解决的问题是现有的人防工程中央空调系统难以实现远程控制并达到好的节能效果，浪费人力物力。本实用新型包括PLC控制器、远程上位机和由PLC控制器分别控制的空调系统和冷冻站系统，所述的PLC控制器包括CPU模块，AI模块和DI模块，AO模块和DO模块，PLC控制器与远程上位机相连；与PLC控制器相连还设有触摸屏，与远程上位机相连设有监视器；与PLC控制器的DO模块相连还设有声光报警器。采用这样技术方案的本新型，通过计量空调回路用电量以及对回风温度和热量的控制达到好的监控节能的效果。

Description

人防中央空调节能监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种节能监控系统，具体涉及一种适用于人防的，具有远程控制和节能计费等功能的人防中央空调节能监控系统。

背景技术

当“低碳”成为建筑健康发展的内生力量时。节能建筑已不再是绿色建筑部品的简单“堆砌”，而是更多地凝聚优质元素组合的力量，越发呈现出合理节能系统、有效节能管理的重要性；人防工程也向节能建筑发展，而且现在的人防工程既考虑到战时防空的需要，又考虑到平时经济建设、城市建设和人民生活的需要，具有平战双重功能。目前的人防工程都是就地控制中央空调系统的空调主机和末端设备空调机，如风机盘管或空调风机，且人为很难做到按时开关，难以实现远程控制并达到好的节能效果，空调主机、空调机等的运行状态，故障状态等均需要人工实地观察，浪费人力物力，且人防工程的空调系统和冷冻站系统从来都是分别控制，难以实现集中、及时、有效的节能控制。如何有效的监控人防工程的能耗成为一个迫切需要解决的问题，且如果监控部门与被监控的人防工程地理位置较远，或者是战时难以进入人防建筑进行操作，则节能监控难以实现有效控制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有的人防工程中央空调系统难以实现远程控制并达到好的节能效果，浪费人力物力，提供一种可以实现远程控制空调机和冷冻站等节能效果好的适用于人防控制的人防中央空调节能监控系统。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：一种人防中央空调节能监控系统，包括PLC控制器、远程上位机和由PLC控制器分别控制的空调系统和冷冻站系统，所述的PLC控制器包括CPU模块，与CPU模块相连的输入模块和输出模块，所述的输入模块包括AI模块和DI模块，所述的输出模块包括AO模块和DO模块，PLC控制器通过通讯网络与远程上位机相连；所述的与PLC控制器相连还设有触摸屏，与远程上位机相连设有监视器；与PLC控制器的DO模块相连还设有声光报警器。

所述的空调系统包括回风温度传感器、远传电表IV、远传热量表IV和空调机供电回路，所述的远传电表IV、远传热量表IV通过通讯接口与PLC控制器相连，所述的回风温度传感器与PLC控制器的AI模块相连， PLC控制器根据回风温度传感器信号通过AO模块输出电动调节阀IV开度，通过DO模块控制空调机供电回路中空调的启停，空调机的状态信号通过DI模块输入PLC控制器。

所述的与PLC控制器的DI模块相连还设有压差开关和低温断路器。

所述的冷冻站系统，包括水管道温度传感器、压力传感器、远传电表V、远传热量表V、变频器、空调主机供电回路V和空调水泵供电回路V，所述的远传电表V、远传热量表V通过通讯接口与PLC控制器相连，所述的水管道温度传感器、压力传感器与PLC控制器的AI模块相连，电动调节阀开度信号、压差旁通阀开度信号、变频器的变频信号通过AO模块输出控制电动调节阀开度、压差旁通阀开度、空调水泵运行频率，空调水泵的状态信号、空调主机的状态信号通过DI模块输入PLC控制器，通过DO模块输出空调主机启停信号控制空调主机启停。

所述的空调水泵包括冷却水水泵和冷冻水水泵，还包括备用水泵和补水泵。

采用上述技术方案的本实用新型使人防工程向节能化发展，通过计量空调回路用电量以及对空调的回风温度和热量的控制，计量各回路用电量以及对空调的空调供水温度、空调供水压力、空调水泵电量、空调主机电量等的控制达到好的监控节能的效果；本新型集人防工程的空调系统和冷冻站系统于一体的节能型中央空调监控系统，通过远程控制，方便监控部门控制整个人防工程。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型各模块连接结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括PLC控制器、远程上位机和由PLC控制器分别控制的空调系统和冷冻站系统，所述的PLC控制器包括CPU模块，与CPU模块相连的输入模块和输出模块，所述的输入模块包括AI模块和DI模块，所述的输出模块包括AO模块和DO模块，PLC控制器通过通讯网络与远程上位机相连；所述的与PLC控制器相连还设有触摸屏，与远程上位机相连设有监视器；与PLC控制器的DO模块相连还设有声光报警器。所述的PLC控制器CPU模块为PLC控制器的控制中枢，对输出模块的数据和状态进行一系列的处理后通过输出模块输出。监视器对两个系统分别进行监控，当发生故障时，启动声光报警器对故障电路进行报警。两个系统可以采用同一个PLC控制器进行同一控制，也可以分别采用一个PLC控制器分别控制，PLC控制器的输入模块和输出模块可以共用，也可以分别使用，可根据实际需要增减，考虑成本等因素，可以将空调系统和冷冻站系统分别用一个PLC控制器，优点是控制相对独立，便于维护，有较高的冗余。

所述的空调系统包括回风温度传感器、远传电表IV、远传热量表IV和空调机供电回路，所述的远传电表IV、远传热量表IV通过通讯接口与PLC控制器相连，所述的回风温度传感器与PLC控制器的AI模块相连， PLC控制器根据回风温度传感器信号通过AO模块输出电动调节阀IV开度，通过DO模块控制空调机供电回路中空调的启停，空调机的状态信号通过DI模块输入PLC控制器；所述的与PLC控制器的DI模块相连还设有压差开关和低温断路器。所述的空调机包括空调风机或风机盘管。所述的空调机包括空调风机或风机盘管。空调启动后开始运行，通过DI模块将空调机的运行信号输入PLC控制器，PLC控制器将其显示在触摸屏上，空调机故障时同理将故障信号显示在触摸屏上。

本实用新型通过触摸屏在PLC控制器上设定空调机运行时间表和温度值，空调机供电回路按照空调机运行时间表运行，空调机运行时间表可就地通过触摸屏设定，也可以通过远程上位机设定。在设定的空调机运行时间表范围内，PLC控制器根据实测温度值和设定温度值对比，控制电动调节阀IV开度和空调机开关，检测空调机运行和故障状态，显示出电动调节阀IV开度反馈值，反馈电动调节阀IV开度。空调机正常运行时显示运行状态信号，故障时显示故障状态信号。

空调机供电回路上安装远传电表IV，远传电表IV将该回路用电量通过输入PLC控制器，显示在触摸屏上，从而计量空调机供电回路用电量和用电费用；空调机供水回路中安装远传热量表，将该回路用空调机供回水能量值输入PLC控制器，显示在触摸屏上，从而计量空调机回路供回水能量值和费用。

空调机是通过PLC控制器控制的，回风温度传感器和电动调节阀IV阀门均和PLC控制器相连，PLC控制器上接有触摸屏。可在触摸屏上设定温度，PLC自动调节阀门开度；空调机的运行状态、故障状态、手自动状态都能够在上位机上显示。

空调系统用一个控制箱,工作方式分为就地和远程两种。当转换开关打到就地控制时，可以在强电控制柜上对空调机进行启停控制。当转换开关打到远程状态的时候，可以分为手动和自动两种工作方式：在手动状态下，可以通过触摸屏对空调机进行直接的启停控制；在自动状态下时，则转到定时时间表控制，在时间表时间段内，通过安装在回风口的温度传感器的检测值与设定温度值进行比较，控制IV的开度实现对温度的控制。同时安装压差开关检测空调运行房间的过滤网压差，当检测到过滤网压差时，触摸屏上显示过滤网压差报警，则此时应该尽快对过滤网进行清洗，在表冷器上安装低温断路器，防止温度过低时冻坏表冷器。触摸屏上可以对空调机的运行状态、故障状态、手自动状态以及空调机供电回路的用电量和空调供回水能量值进行显示。

所述的冷冻站系统，包括水管道温度传感器、压力传感器、远传电表V、远传热量表V、变频器、空调主机供电回路V和空调水泵供电回路V，所述的远传电表V、远传热量表V通过通讯接口与PLC控制器相连，所述的水管道温度传感器、压力传感器与PLC控制器的AI模块相连，电动调节阀开度信号、压差旁通阀开度信号、变频器的变频信号通过AO模块输出控制电动调节阀开度、压差旁通阀开度、空调水泵运行频率，空调水泵的状态信号、空调主机的状态信号通过DI模块输入PLC控制器，通过DO模块输出空调主机启停信号控制空调主机启停；所述的空调水泵包括冷却水水泵和冷冻水水泵，还包括备用水泵和补水泵。冷却水水泵和冷冻水水泵均包括备用水泵。冷冻水水泵是PLC控制器根据水管道温度传感器、压力传感器输入和反馈的冷却水供回水压差、供回水温度开启和关闭冷冻水水泵台数，根据变频器的信号输入和反馈控制冷冻水水泵变频运行。根据冷冻水水泵运行时间检测冷冻水水泵运行、故障、手自动状态，平均开启水泵；检测到水泵故障后，自动切换为备用冷冻水水泵。冷却水水泵是PLC控制器根据水管道温度传感器输入和反馈的冷却水供回水温度、水流状态开启和关闭冷却水水泵台数，根据变频器信号输入和反馈控制冷却水水泵变频运行。根据冷却水水泵运行时间检测冷却水水泵运行、故障、手自动状态，平均开启水泵；检测冷却水水泵运行、故障、手自动状态，检测到冷却水水泵故障后，自动切换为备用冷却水水泵。

补水泵：要用补水泵补充管道里的水，根据水泵运行时间检测补水水泵运行、故障、手自动状态，平均开启补水泵。

所述的压差旁通阀为模拟量电动阀。PLC通过压力传感器检测冷冻水供回水压差控制压差旁通阀开度，达到供回水压差恒定。通过压力传感器和压差旁通阀的设计可以实现以下功能：保护空调主机，保持机组蒸发器的出水和进水的压差在一个恒定的范围内；保护末端的设备，当整个系统的用户减少时，系统管网的回水量就会减少，相应的供回水的压差就会变大，超出系统的设计压差就会有可能损坏末端设备即风盘前的阀门；控制的时候以供回水的压差为当前值，通过改变旁通阀的开度来维持供回水的压差恒定。

可以实现恒压供水的控制，冷冻水水泵通过变频器实现是变频控制，通过控制冷冻水水泵的频率和启动台数维持供水压力的恒定并达到节能的效果，

所述的PLC控制器通过中间继电器控制空调主机供电回路和空调水泵供电回路。

本实用新型实现通过远程检测空调水泵运行和故障状态、空调水泵电量；检测空调主机运行和故障状态、空调主机电量；检测空调供水温度和压力；控制空调水泵变频运行；控制空调主机启停；控制压差旁通阀开度；控制电动调节阀V开度；检测空调供水主管冷热量等功能并达到节能的效果。

PLC控制器按水管道温度传感器实测供水温度控制电动调节阀V开度。按压力传感器实测供回水压力控制压差旁通阀开度。正常运行时空调水泵显示运行信号，故障时空调水泵显示故障信号。正常运行时空调主机显示运行信号，故障时空调主机显示故障信号。

空调主机控制：夏季根据空调水供回水压差开启和关闭空调主机台数。冬季不用检测制冷主机运行、故障、手自动状态。

需要注意的是，本实用新型制冷站设备在投入使用之前，应首先手动控制要运行正常，保证在自动控制的调试过程中不会因为硬件的问题影响整个系统。

投入使用之后的开机流程为：打开冷却水阀门，冷却塔阀门，冷冻水阀门-→启动冷却泵电机，启动冷冻泵电机-→运行可设定时间（最少5分钟）后-→启动空调主机-→根据冷却回水的温度启动冷却塔数量（最少1个）。

关机流程为：停止空调主机-→延时运行可设定时间（最少30分钟）后-→停止冷冻泵和冷却泵-→关闭蝶阀（空调主机蝶阀和冷却塔蝶阀）。

空调主机供电回路和空调水泵供电回路上安装远传电表V，将各回路用电量通过RS485通讯接口接入PLC控制器，显示在触摸屏上，从而计量通风回路用电量；安装远传热量表V，将各回路能量值通过RS485通讯接口接入PLC控制器，显示在触摸屏上，从而计量空调回路供回水能量值和费用，对用电量和热量值进行实时监控，进而实现节能的目的。中央空调的冷冻站系统和换热站系统共用一套管道，冷冻站系统在需要供热时可是转换成换热站使用。

PLC控制器与远程上位机通过通讯网络相连，采用统一的人机界面，使用EMS2000组态软件二次编程，实现控制的可视化与显示，冷冻站系统通过组态的变量字典一方面与PLC控制器通讯，一方面与数据库通讯，实现数据的存储、交换和控制。数据库采用微软的Access。可以实现如下功能：

①安全功能：完善而严密的用户帐号和权限管理，操作历史记录。用户权限管理的机制是将用户区分为不同的角色，同一角色的用户拥有相同的权限。用户级别有数量限制，同一级用户的数量没有限制；

②数据处理：可以存储系统的各类历史数据，数据的时间分辨率短，支持各种数据分析，能自动生成日报表、月报表、报警打印，供管理者使用；

③报警处理：使用者可以任意安排警报处理计划。在报警信号产生时，系统自动记录报警的产生时间，和报警的具体内容。同时也可以提供讯响报警和语音报警。报告以文字、图表、曲线多种形式表示各设备状况，便于操作者管理；

④远程协助：远程访问允许在异地的调试人员使用PC机，通过控制系统提供的远程访问服务直接进入系统进行调试；

⑤实现远程数据采集及通信功能，实现软件模块化。

Claims (5)

1.一种人防中央空调节能监控系统，其特征在于：包括PLC控制器、远程上位机和由PLC控制器分别控制的空调系统和冷冻站系统，所述的PLC控制器包括CPU模块，与CPU模块相连的输入模块和输出模块，所述的输入模块包括AI模块和DI模块，所述的输出模块包括AO模块和DO模块，PLC控制器通过通讯网络与远程上位机相连；与所述的PLC控制器相连还设有触摸屏，与远程上位机相连设有监视器；与PLC控制器的DO模块相连还设有声光报警器。

2.根据权利要求1所述的人防中央空调节能监控系统，其特征在于：所述的空调系统包括回风温度传感器、远传电表IV、远传热量表IV和空调机供电回路，所述的远传电表IV、远传热量表IV通过通讯接口与PLC控制器相连，所述的回风温度传感器与PLC控制器的AI模块相连， PLC控制器根据回风温度传感器信号通过AO模块输出电动调节阀IV开度，通过DO模块控制空调机供电回路中空调的启停，空调机的状态信号通过DI模块输入PLC控制器。

3.根据权利要求2所述的人防中央空调节能监控系统，其特征在于：所述的与PLC控制器的DI模块相连还设有压差开关和低温断路器。

4.根据权利要求1所述的人防中央空调节能监控系统，其特征在于：所述的冷冻站系统包括水管道温度传感器、压力传感器、远传电表V、远传热量表V、变频器、空调主机供电回路V和空调水泵供电回路V，所述的远传电表V、远传热量表V通过通讯接口与PLC控制器相连，所述的水管道温度传感器、压力传感器与PLC控制器的AI模块相连，电动调节阀开度信号、压差旁通阀开度信号、变频器的变频信号通过AO模块输出控制电动调节阀开度、压差旁通阀开度、空调水泵运行频率，空调水泵的状态信号、空调主机的状态信号通过DI模块输入PLC控制器，通过DO模块输出空调主机启停信号控制空调主机启停。

5.根据权利要求4所述的人防中央空调节能监控系统，其特征在于：所述的空调水泵包括冷却水水泵和冷冻水水泵，还包括备用水泵和补水泵。